TW408333B - Shift resistor device and display device - Google Patents

Description

40 40 經濟部中央標卑局只工消费合作it印¾ A7 B7 五、發明説明（1 ) 〔技術領域〕 本發明係關於，例如設置於液晶顯示裝置等顯示裝置 以供於掃信號之移位暫存器裝置，及使用該移位暫存器 裝置之顯示裝置。 〔習知技術〕 例如於主動矩陣型液晶顯示裝置中，影像信號線（源 極線）及掃描信號線（閘極）係以格子狀設置，於該配線 交點設薄膜電晶體等開關元件以驅動各畫素之液晶。因此 ，於多數掃描信號線烘給掃描信號俾依序掃描該信號線並 使1條掃描信號線上之全開關元件暫時設爲導通狀態，另 一方面，於多數影像信號線上，與掃描同步供給有影像信 號9 此時，對多數掃描信號線依序供給掃描信號者爲移位 暫存器。圖5，圖6爲習知移位暫存器之一例之說明圖。 該移位暫存器具多段之級。圖5爲3段之級分之電路圖1 圖6爲其時序圖。 如圖，各級i — l ’ i ’ i + Ι爲由4個電晶 體及1合構成，藉由此種構成’於該電晶體 不會有多層之應力^加於上，電晶體之特性不易劣化’此 爲優點。著眼於1個級i時，於前段之級i - 1之輸出 G i — 1連接接有二極饈之輸入電晶體5 1 ’於輸入電晶 體5 1之輸出電極連接有輸出電晶體5 2之控制電極及箱 位電晶體5 3。又，於輸出電晶體5 2之輸出電極連接降 本紙張尺度適用中國國家標华（CNS > Λ4規格（2丨0X297公釐） {諳先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂- -X- 經濟部中*標準局爲4消費合作社印來 408〇33 b77五、發明説明（2) 壓電晶體5 4之同時，於輸出電晶體5 2之控制電極與輸 出電極之間插入電容器5 5。 上述構成之移位暫存器，如圖5所示，相位移位後之 多數時脈信號CKA ’ CKB，CKC被輸入各級i— 1 ，i，i + 1之輸出電晶體52，在一個級之箝位電晶體 5 3之控制電極輸入有2段後之級之輸出。因此’在圖5 中虛線包圍之級i中，如圖6所示，其前段之輸出G i -1爲位準時，輸入電晶體5 1成爲ON，輸出電晶 體5 2之控制電極之電位Vb i (控制信號）上昇’於此 狀態下，輸出電晶體5 2成爲ON，因此，當輸入於輸出 電晶體5 2之時脈信號（：仄8爲時，該級之輸出 Gi成爲位準。之後，2段後之3之輸出Gi+2 成爲*Η &位準，其輸入於箝位電晶體5 3之控制電極時 ，箝位電晶體5 3成爲ON，輸出電晶體5 2之控制電極 之電位Vbi下降。如此般，由各級i—1’ i ，、+1 依序輸出Gi_l，Gi，Gi + l ’可使用於例如液晶 顯示裝置之掃描電路。 〔發明所欲解決之課題〕 但是，上述構成之移位暫存器，於圖5以Vb i表示 < 之節點，觀察圖5及圖6可知，僅當輸入於輸入電晶體 5 1之輸出G i — 1或輸入於箝位電晶體5 3之輸出G i + 2爲位準時，處於低阻抗而接於電源，在這以外 之時間，對Vbi充放電之電晶體全爲¾OFF"(高阻 本紙張尺度適用中國國家標準（（:NS > Λ4規格（210X297公釐) ' {請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁)

4 Ο ο c 3 3 Α7 Β7 五、發明説明（3 ) 抗），因而處於浮動狀態°例如此移位暫^存器使用於掃描 線爲4 8 0條之VGA規格之顯示之閘極掃描時’低阻抗 之時間爲/ 4 8 0 ’浮動時間爲4 7 8/4 8 0 (約 99.6%)，大部分時間，節點Vb i處於浮動狀態<» 處於浮動狀態之時間’就1移位暫存器本來之機能而論 ,Vb i需維持、L"位準之電位俾使該級i之輸出G i 繼續輸出位準'但是’於習知移位暫存器之構成’ 因Vb i處於浮動狀態，故當受靜電氣或電磁波等雜訊之 影響，當Vb i大於輸出電晶體5 2之臨界値時，會產生 本來G i應輸出〃位準時卻輸出位準等重大誤 動作。況且，此種構成，因雜訊導致Vb i之電位一旦上 昇時，在浮動期間電位保持上昇狀態（圖6之虛線a所示 )，本來不允許輸出之輸出脈衝（圖6之虛線b所示）於 時脈周期重複被輸出，產生極大之不良影響。因此，例如 此移位暫存器使用於顯示器之閘極掃描時，來不應*入之 時序畫像信號卻被寫入，造成顯著之顯示不良，此爲其問 題。 本發明係爲解決上述問題，目的在於提供一種即使有 靜電或電磁波等雜訊亦不易產生誤動作的移位暫存器裝置 ，藉由此種移位暫存器裝置之採用使不致產生顯示不良之 顯示裝置 〔解決問題之方法〕 本發明之移位暫存器裝置，係由：用於產生相位依序 請 先 閱 讀背 έ 之 注 意 事 項 再 本 頁 本紙張尺度適用中國國家樣苹（HMS ) Α4規格（210X297公釐） _ 6 _ A7 —_B7_ 五、發明説明（4) 互異之多數時Μ信號的裝置；及較上述時脈信號數爲較多 數之級，且由各級產生輸出信號的串接之多數級所構成； 上述各級係具有：以來自前段之級之輸出信號作爲控制信 號而輸入，保持該控制信號且當輸入上述多數之時脈信號 相對應之時脈信號時輸出上述輸出信號的開關元件；及相 對於上述相對應之時脈信號爲不同相位之時脈信號，於上 述開關元件之輸出信號輸出後抑制來自該開關元件之輸出 信號之產生般地抑制上述控制信號的箝位（Clamping)元 件。 本發明之移位暫存器裝置之場合，於各級，於開關元 件係以來自前段之級之輸出信號輸入作爲控制信號，該控 制信號被保持，且當上述多數時脈信號之相對應之時脈信 號被輸入時輸出輸出信號，之後，箝位元件即依據與該級 之相對應時脈信號爲不同相位之時脈信號，來抑制開關元 件之控制信號，並抑制後續來自開關元件之輸出信號之產 生。 經濟部中央標準局Θ工消合作社印狀 (諸先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 亦即，本發明之場合，具備具抑制控制信號功能之箝 位元件，即使靜電氣或電磁波等雜訊致電荷滯留電晶體元 件之控制電極，控制信號之位準有變化時，每當於箝位冗 件輸入有與該級之開關元件所輸入時脈信號爲不同相位之 時脈信號時，滯留電晶體元件之控制電極之電荷即被放掉 ，控制信號被抑制。換言之，電晶體元件之控制信號因該 級之箝位元件之作用而定期地更新爲位準，因此， 不會有如習知移位暫存器般，因靜電氣或電磁波等雜導致 本紙張尺度適用中國國家標嗥（CNS > Λ4規格（210X297公釐） Zj~. 經濟部中央標隼而有K消轮合作社印製 4 〇S8 3 3 A7 _B7 五、發明説明（5 ) 輸出電晶體之控制電極之電位大於輸出電晶體之臨界値， 輸出電晶體應輸出位準時反而輸出Mi 〃位準之誤 動作之產生。 又，作用於箝位元件之信號，不單只是與該級之開關 元件所输入時脈信號爲異相之時脈信號，可以說是異相且 輸入於該級之次後段乃至前段之級之時脈信號。此場合下 ，可得反映時脈信號產生用電源之銳利之〇 N/0 F F波 形之銳利之輸出信號波形。 又，上述開關元件之構成可具有：輸入來自前段之級 之輸出信號之同時，輸入相對應之時脈信號以產生輸出信 號的電晶體元件：及以由前段之級之輸出信號爲控制信號 以保持電位的容量。 上述容量可形成於電晶體元件之控制電極與輸出電極 之間。此種構成時，該容量可爲自激式（Boot strap )容量 ，以提昇上述電晶體元件之驅動力。 又，於上述輸出電晶體之輸出電極連接降壓元件亦可 。此種構成時，可控制使輸出波形設定爲急峻等之阻抗。 又，上述箝位元件可由至少一個二極體元件或二極體 連接之電晶體元件構成*構成爲具可抑制電荷由該級向前 段之級逆流之二極體元件或二極體連接之電晶體元件亦可 ί 〇 本發明之顯示裝置，特徵爲具上述移位暫存器裝置* 依本發明，因顯示器掃描時使用之移位暫存器裝置’不會 有本來未出現之輸出脈衝於時脈周期重複輸出等動作不良 本紙張广度適用中國S家標準（CNS ) Λ4規格（2丨0 X 297公釐） .ft . ^---ί------裝-- C (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 k Α7 Β7 408S3 五、發明説明（6 ) 之情況發生，故可防止於顯示裝置中，本來不該寫入之時 序，畫像信號被寫入等顯示不良之情況》 請 先 閲 讀 背 4} 之 注 I 項 ir 寫·/焚 本衣 頁 〔發明之實施形態〕 以下，參照圖1〜圖4說明本發明之一實施形態。 圖1〜圖3爲本實施形態之移位暫存器之說明圖，此 移位暫存器係由：產生相位依序互異之多數時脈信號的裝 置，及串接之多數之級所構成。其中，圖1之c爲級之1 段分之電路構成圖，圖2爲串接之級之4段分之電路構成 圖。圖3爲其時序圖。 訂 如圖1所示，各級爲由3個電晶體，1個電容器，1 個電阻之組合構成。於前段之級之輸出連接有接成二極體 之電晶體構成之輸入電晶體1，於輸入電晶體1之輸出電 極連接有輸出電晶體2(電晶體元件）之控制電極及接成 二極體之電晶體構成之箝位電晶體3 (箝位元件）。又， 該輸入電晶體1爲防止電荷由該級逆流至前段之級者。 經濟部中央揼隼扃貝工消f合作社印製 於輸出電晶體2之輸出電極接有降壓電阻4(降壓元 件）之同時，於輸出電晶體2之控制電極與輸出電極之間 插入電容器5 (容量）。該電容器5爲保持輸出電晶體2 之控制信號之電位用之容置，具自激式容量之功能。又， ί 此處之箝位元件使用接成二極體之電晶體，但亦可直接使 用二極體。 具上述構成之級之本實施形態之移位暫存器，爲以4 相時脈驅動之例，如圖2及圖3所示，相位依序移位之4 -9 - 本紙張尺度適瓜中國國家標华（CNS ) Λ4規格（210X297公釐） 408〇33 at B7 經濟部中央榡準局貝工消资合作社印^ 五 、發明説明（7) 相之時脈信號C K A C K B C K C C K D 輸 入各級 i 一 1，i，i + 1 i + 2 之 輸 出 電 晶 體 2 之 同 時 ，於 任 意之級1之箝位電 晶 體 3輸入 有使 2 段 後 之 級 所 輸 入 時脈 信 號反轉而成之信 號 C K A 1 C K B 1 C K C 1 9 C K D 1 ·即，就圖 2 中虛線 所包 圍 之 級 而 於 輸 出電 晶 體2輸入有時脈 信 C K B 於箝位 電 晶 體 3 則 輸 入有 使 2段後之級所輸 入 時 脈信號 C K D 反 轉 而 成之信 號 C K D 1。 於圖2中虛線 所包 圍之級 i 如 圖 3 所示 當 其前段 之 輸出G i — 1爲 Η '位準 時 Ϊ 輸入 電 晶 體 1 爲 0 N ( 順 方向），輸出電 晶 體 tu£ 2之控制 電 極 之 電 位 V b i ( 控制 信 號）上昇，此狀 態 下 ，輸出 電 晶 體 2 成 爲 0 N 當 輸出 電 晶體2所輸入時 脈 信 號C K B 爲 Η ft 位 準 時 輸 出 G i 成 爲a Η "位準輸 出 0 又，輸 出 電 晶 體 tin. 2 之 控 制 電 極 介由 電 容器5接於輸出 G i ，電容 器 5 爲 具 白 激 容 量 之功 能， 因 此，控制信號（ V b i )之 波 形 興 輸 出 G i 之 上 昇 同步 成 爲凸型《之後， 當 輸 入箝位 電 晶 體 3 之反 轉 信 號 C K D 1 爲 ' L ' 位準時，箝位 電 晶 體 3 成 爲 0 N ( 順向 ) ，輸出電晶體2 之控制信號 V b i 下 降 控制 信 號 V b i被保持此狀 態 直 至前段之 輸 出 G 1 — 1 成 爲 A Η ^ 位準爲止。同樣地 9 由 各級i 一 1 9 i 9 i + 1 » 1 + 2 依序輸出G i — 1 * G i，G i + 1 » G i + 2 〇 於習知移位暫存 器 ，輸出 電 晶 體 之控 制 電 極 於大 部分 時間里浮動狀態， 因 而 當控制 信 號 V b 1 受 靜 電 或 電 磁波 本紙悵尺度適用中圇园家標隼（C:NS ) Λ4規格{ 210X 297公釐） _ 1 〇 · 經满部中央標隼爲兑工消泞合作社印$i 40SS33 377 五、發明説明（8 ) 等雜訊之影響而大於輸出電晶體之臨界値時，本來輸出 G i應輸出'L"位準時卻輸出位準々 相對於此，本實施形態之移位暫存器之構成爲，在箝 位電晶體3輸入2段後之時脈信號之反轉信號，故每當該 反轉信號爲'位準時箝位電晶體3成爲ON，輸出電 晶體2之控制信號Vb i被更新。即，輸出電晶體2之控 制信號V b i以時脈之周期被更新。 依此種構成，則即使因靜電或電磁波等雜訊使電荷貯 留於輸出電晶體2之控制電極時，該電荷於時脈之周期經 由箝位電晶體3放掉，定期更新爲位準，故即使因 雜訊使控制信號Vb i上昇時只需在到達輸出電晶體2之 臨界値之前更新即不會有不良影響，即使大於臨界値亦不 會大於時脈周期產生誤動作。換句話說，依本實施形態之 移位暫存器，和習知技術比較，雜訊所導致誤動作之影響 可大幅減低。 又，爲使輸出電晶體2之控制信號Vb i更確實更新 ，2段後之時脈信號之反轉信號CKDli 'L 〃位準， 較好爲比一般之'L'位準更降低電晶體之臨界値於程序 。此場合下，使反轉信號CKD 1朝與負方向平行移位即 可。 本實施形態中，使箝位電晶體3定期設定爲ON狀態 之方法，係使用時脈信號之反轉信號作爲輸出電晶體2之 輸入，故可得與時脈信號產生用電極之銳利之ON/ OF F波形匹配之銳利之輸出信號波形。另外，若具備使 (請先閲讀背面之注項再4;寫本页) 訂 本紙浓尺度適州中國國家標率（CNS > Λ4規格（210X297公釐） -11 - 408333 經濟部中央標準扃兵工消贤合作社印 A7 B7__五、發明説明（9 ) 時脈信號反轉之電路，則不需具備電路用於產生獨立之時 脈信號以驅動箝位電晶體3，電路構成簡單化。 又，本實施形態之場合，於輸出電晶體2之控制電極 與輸出電極之間插入電容器5，該電容器5爲具自激式容 量之功能•因此，輸出電晶.體2之驅動力提昇，響應於該 級i所輸入時脈信號CKB之脈衝，可確保輸入G i之脈 衝》又，爲確保自激式容量之效果，較好使2段後之時脈 信號之反轉信號XKD 1隨控制信號Vb i之波形呈凸型 〇 但是，令控制信號以時脈來更新，以提昇耐雜訊之方 法，除上述構成之外，如圖7所示，可令箝位元件6以非 爲二極體連接之電晶體構成之方法。此方法之耐雜訊，如 圖8所示，可得和本實施形態相同之效果。但是，需將時 脈線連接於箝位電晶體6之控制電極，負載容量變大，具 較大電流供給能力之時脈產生用電源爲必要，消費電力增 大。又，爲減低時脈線之配線電阻，需使配線寬變大，如 此則電路之佔有面積變大，此爲問題。 相對於此，依本實施形態之構成，因時脈線未接於箝 位電晶體3之控制電極，故負載容量變小，可兼顧解決上 述問題點，及提昇耐雜訊。 圖4爲具本實施形態之移位暫存器之液晶顯示裝置（ 顯示裝置）之電路構成。如圖4所示，液晶顯示裝置1 0 係由：影像信號線（源極線）及掃描信號線（閘極線）以 格子狀設置，於該配線之交點設置有驅動各畫素液晶之薄 (請先閱讀背面之注意事項再资宵本頁) 丁 -δ •Α. 本紙if·又度適用中g國家標率（（:NS ) Λ4規格< 210X297公釐） -12- 408S33 at .B7 經濟部中央標羋"员工消费合作社印¥ 五、發明説明（10) 膜電晶體的TFT — LCD部11 ;分別驅動源極線及閘 極線之源極線驅動電路1 2，閘極線驅動電路1 3 ;及對 驅動電路1 2，1 3分別供給電源電壓及影像信號’掃描 信號的電源部14信號控制部15所構成。 於上述電路構成之液晶顯示裝置1 0，於源極線驅動 電路1 2，閘極線驅動電路1 3雙方使用移位暫存器。例 如，針對閘極線驅動電路1 3中之移位暫存器之閘極掃描 動作說明如下，於各閘極線連接閛極線驅動用電晶體’該 電晶體係經由閘極線驅動電路13中之移位暫存器驅動成 由上而下依序僅於每一個掃描期間成爲導通。結果，當與 水平同步信號同步，任意之閘極線所接閘極線驅動用電晶 體成爲導通狀態時，該閘極線所接所有薄膜電晶體均成導 通狀態。如此則各源極線上之畫像信號，即電荷即儲存於 各畫像電極之容量上。 又，本發明之技術範圍不限於上述實施形態，在不脫 離本發明主旨之範圍內可作各種變更。例如，上述實施形 態中，爲得銳利之輸出信號波形，使電路構成簡單化，而 使用時脈信號之反轉信號作爲定期驅動箝位電晶體3之信 號。特別是在不要求獲得銳利之輸出信號波形，及電路構 成之簡單化等效果時，另具備產生具'"L"位準信號之電 路以定期驅動箝位電晶體3亦可。 又，上述實施形態，係以使用4相之時脈信號CKA ，CKB，CKC，CKD爲例作說明，但使用之時脈信 號之數目不限於此。另外，使用4相以上之時脈信號，使 請 先 閲 讀 背 之 注 意 事 項 再 裝 訂 泉 本紙張尺度適用中國國家標率（CNS ) Μ規格（210X297么釐） .-J3 - 40S〇33 Α7 Β7 經濟部中央標隼扃只工消费合作社印製 五、發明説明（11) 用和上述實施形態同樣之箝位電晶體3時，箝位電晶體所 輸入之反轉信號，可使用該級之2段以後起至前段止之級 之任一方I之時脈信號之反轉信號。 又，降壓元件可使用電阻以外之其他元件，該降壓元 件不以各級之基本構成要素設置，而設於基本構成之外側 亦可。 〔發明之效果〕 如以上詳細說明般，本發明之移位暂存器中，具備抑 制控制信號之箱位元件，故即使因靜電或電磁波等雜訊致 電荷儲存於電晶體元件之控制電極，控制信號之位準產生 變化時，於箝位元件輸入有與開關元件所輸入時脈信號爲 異相之時脈信號時，儲存於電晶體元件之控制電極之電荷 被放掉，可抑制控制信號。亦即，電晶體元件之控制信號 因該級之箝位元件之作用而定期更新爲'"L"位準，故可 防止因靜電氣或電磁波等雜訊所導致輸出電晶體之控制電 極之電位大於輸出電晶體之臨界値，輸出電晶體應輸出t L 〃位準時反而輸出位準等之誤動作之產生。 又，依本發明之顯示裝置，對顯示器進行掃描時使用 之移位暫存器，不會產生以時脈周期重複輸出來不應輸出 之脈衝，故可防止畫像信號於本來不應寫<之時序反而被 寫入等顯示不良之產生。 〔圖面之簡單說明〕 請 先 聞 讀 背 之 注 意 事 項 再, 裝 訂 .線 本紙ί長尺度適用中國國家標準（CTNS ) Λ4規格（2丨0X297公釐） -14 - 408333 A7 B7 五、發明説明（12) 圖1 :本發明之一實施形態之移位暫存器之級之1段 分之電路構成圖。 圖2丨 圖3 圖4 該移位暫存器之級之4段分之電路構成圖。 該移位暫存器之級之時序圖。 具備該移位暫存器之液晶顯示裝置之電路構成 圖 經滅部中央梂準扃只Μ消贽合作社印製 圖5:習知移位暫存器之級之3段分之電路構成圖。 圖6 :圖5之移位暫存器之級之時序圖》 圖7:令控制信號以時脈更新以提昇耐雜訊之移位暫 存器之一例，級之3段分之電路構成圖。 圖8:圖7之移位暫存器之時序圖。 〔符號說明〕 1 輸入電晶體 2 輸出電晶體（電晶體元件） 3 箝位電晶體（箝位元件） 4 降壓電阻（降壓元件） 5 電容器（容量） 10 液晶顯示裝置（顯示裝置） 請 先 閱 背 之 注 意 事 項 ί 頁 裝 订 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（2丨ΟX 297公釐） -15-

Claims (1)

1. 經濟部中央揉準局工消費合作社印«. 40S〇33 as B8 C8 D8 六、申請專利範圍 1 . 一種移位暫存器裝置，係由：用於產生相位依序 互異之多數時脈信號的裝置；及較上述時脈信號數爲轉多 數之級，且由各級產生輸出信號的串接之多數級所構成； 上述各級係具有：以來自前段之級之輸出信號作爲控制信 號而輸入，保持該控制信號且當輸入上述多數之時脈信號 相對應之時脈信號時輸出上述輸出信號的開關元件；及相 對於上述相對應之時脈信號爲不同相位之時脈信號，於上 述開關元件之輸出信號輸出後抑制來自該開關元件之輸出 信號之產生般地抑制上述控制信號的箝位（Clamping)元 件。 2 .如申請專利範圍第1項之移位暫存器，其中 上述開關元件係具有：輸入來自前段之級之輸出信號 之同時輸入與上述對應之時脈信號之產生輸出信號的電晶 體元件：及以來自上述前段之級之輸出信號作爲控制信號 以保持電位的容量。 3 .如申請專利範圍第2項之移位暫存器，其中 .· 上述容量係形成於上述電晶體元件之控制電極與該電 晶體元件之輸出電極之間。 4 .如申請専利範圍第3項之移位暫存器，其中 於上述電晶體元件之輸出電極接有降壓元件。 5 .如申請專利範圍第1項之移位暫存器，其中 上述箝位元件係由至少1個二極體元件或二極體連接 之電晶體元件所構成。 6 .如申請專利範圍第1項之移位暫存器，其中 (請先閩讀背面之注$項再务寫本頁) ”裝· 訂-- 旅 Η! 本紙張尺度適用中國國家榇率（CNS ) Α4规格（2丨0X297公釐） -16- ^08333 Α8 Β8 C8 D8 ΓΓ、申請專利乾圍 具有二極體元件或二極體連接之電晶體元件俾抑制電 荷由該級向上述前段之級逆流。 _ 7 . —種顯示裝置，其特徵爲具有申請專利範圍第1 項之移位暫存器裝置。 經濟部中央樣準局負工消费合作社印裝 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS > A4規格（2丨0X297公釐） -17- -------d 费-- (請先閲讀背面之注意事項再4寫本頁) 、言 舍；